碳達峰、碳中和目標對我國綠色低碳發(fā)展和生態(tài)文明建設提出了更高要求,具體到交通領(lǐng)域,電氣化和新能源汽車應用是實現(xiàn)“雙碳”目標的核心舉措,尤其是車樁網(wǎng)一體化高度適應以清潔能源為主體的新型電力系統(tǒng),并與源網(wǎng)荷儲一體化發(fā)展思路一脈相承。
快充是車樁網(wǎng)一體化發(fā)展方向
在車樁網(wǎng)一體化中,車主要指電動汽車,重點消納可再生能源;樁是專門服務于一體化項目的充電設備;網(wǎng)既指專屬的供電網(wǎng)絡,又指基于互聯(lián)網(wǎng)的管理平臺。車樁網(wǎng)一體化以“互聯(lián)網(wǎng)+”模式,統(tǒng)一規(guī)劃、同步建設、一次成型,將打通電動汽車充電產(chǎn)業(yè)發(fā)展“梗阻”,讓充電項目能在一個閉環(huán)平臺中集中管理、高效運營。車樁網(wǎng)一體化的服務對象是具有先進技術(shù)的純電動汽車,服務理念是以最好的充電體驗滿足客戶需求,因此,其設計和建設必須以快速、高效、便捷的充電服務能力為核心競爭力。
目前,充電設施尚處于發(fā)展初期,還難以滿足客戶對快速充電的極致追求,應以快慢充電設施相結(jié)合的配置方式作為過渡期方案??梢灶A見的是,隨著技術(shù)進步,充電速度體驗感終將超過加油,因此,應將快速充電作為奮斗目標,這也是車樁網(wǎng)一體化的發(fā)展方向。
需突破大容量電池、V2G等關(guān)鍵技術(shù)
需突破大容量電池和快速充換電技術(shù)。電動汽車主要有三大核心技術(shù)——電池、電機、電控,其中最難以突破的是電池的安全性、成本、續(xù)航里程問題。目前,大多數(shù)電動汽車續(xù)航里程未達到和汽油、柴油、CNG車相當?shù)牡夭?,是阻礙新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的核心問題。因此,大容量電池將解決續(xù)航里程低的痛點(換電站電池也需配置大容量電池);與大容量電池匹配的充電設施必須是大功率直流充電樁,效率將是客戶最直觀的充電體驗。
純電整車需和智能駕駛結(jié)合發(fā)展。2011-2015年,我國開始推廣新能源城市客車、混合動力轎車和小型電動車;2016-2020年,進一步普及新能源汽車、多能源混合動力車、插電式電動轎車、氫燃料電池轎車等;2021年以來,跨行業(yè)合作造車新勢力此起彼伏,純電整車逐漸成為主流。由于純電整車比傳統(tǒng)燃油車更易實現(xiàn)智能化,因此,未來新能源汽車產(chǎn)業(yè)必定是走純電整車和智能駕駛技術(shù)相結(jié)合的發(fā)展路徑。當前,隨著越來越多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)加入電動汽車關(guān)鍵技術(shù)研究,智能駕駛技術(shù)正快速發(fā)展。
堅強電網(wǎng)要和電動汽車實現(xiàn)互動。在能源轉(zhuǎn)型和科技進步的推動下,高比例可再生能源和高比例電力電子裝備正成為電力系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢和關(guān)鍵特征,即“雙高”電力系統(tǒng)。以風光發(fā)電為主的可再生能源具有波動性和間歇性,同時,需求側(cè)電動汽車負荷具有隨機性,這意味著能源電力系統(tǒng)將由傳統(tǒng)的需求側(cè)單側(cè)隨機系統(tǒng)向雙側(cè)隨機系統(tǒng)演進。隨著電動汽車續(xù)航里程不斷提升,采用快速充電技術(shù)后,電網(wǎng)勢必受到更強、更隨機的負荷沖擊。“雙高”與“雙隨機”疊加,若沒有堅強電網(wǎng)支撐,將無法實現(xiàn)車樁網(wǎng)一體化發(fā)展。因此,堅強電網(wǎng)是“雙碳”目標下車樁網(wǎng)一體化發(fā)展的根本保障。
其中,V2G(車輛到電網(wǎng))技術(shù)創(chuàng)新應用集中體現(xiàn)了電網(wǎng)和電動汽車之間的互動,是指電動汽車給電網(wǎng)反向送電,其核心是利用大量電動汽車的閑置儲能作為電網(wǎng)補充和可再生能源緩沖。V2G的主動性和互動性正受到社會的廣泛關(guān)注,不僅可以使充電對電網(wǎng)的沖擊得以緩解,還能使可再生能源波動的影響得到平抑,并為電動汽車客戶創(chuàng)造經(jīng)濟效益。
車、樁、網(wǎng)先行要因地制宜
車樁網(wǎng)一體化有三種典型發(fā)展模式:一是車先行,如城市公交、出租車、網(wǎng)約車等公共交通領(lǐng)域交通工具率先實現(xiàn)電動化,在這種固定的A到B的場景和具有穩(wěn)定客流量的場景,如有相當規(guī)模的電動汽車在初期投入,項目將較易實現(xiàn)盈利,建議由政府主導的項目采用該模式;二是樁先行或換電模式,如礦山、工廠、園區(qū)等,由于內(nèi)部環(huán)境可以控制,短途運輸?shù)膱龅貎?nèi)管理相對簡單,易實現(xiàn)充電設備和電動汽車最佳匹配,而且,易響應運力的隨時增加而快速補充、擴充相應的充電設備容量,建議客戶私有場景以此模式發(fā)展;三是網(wǎng)先行,如建設包括水、電、氣、油等在內(nèi)的綜合能源站,由于綜合性的其他收益可以降低充電業(yè)務初期的成本壓力,將有利于車樁網(wǎng)一體化項目快速擴張,建設專屬的充電網(wǎng)絡,并能多點同步發(fā)展迅速形成網(wǎng)絡,引領(lǐng)充電汽車流量快速達到經(jīng)濟規(guī)模,該模式適合依托電網(wǎng)背景進行整體布局。
無論哪種模式,均需資源優(yōu)先、因地制宜。要根據(jù)地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展情況,分析資源稟賦特點,再決定車樁網(wǎng)一體化發(fā)展模式。尤其在城市發(fā)展電動汽車前,要統(tǒng)一規(guī)劃,并根據(jù)不用的客戶需求,分析不同的應用場景。
如四川省某市水力資源豐富,裝機量超千萬千瓦,有充足、低價的水電,政府可大力規(guī)劃公交車和出租車電動化,其低谷充電的特性契合了最便宜的電力;如果該地區(qū)以山地為主,蘊藏豐富的礦產(chǎn)資源,存在眾多需要發(fā)展新能源汽車的礦場主;電網(wǎng)在不同區(qū)域有復合型綜合能源項目規(guī)劃。在這種情況下,該地區(qū)可以三種模式同時開展,最終通過整合實現(xiàn)整個地區(qū)車樁網(wǎng)一體化超常規(guī)發(fā)展。
此外,跨行業(yè)資本合作不可或缺。相對于傳統(tǒng)的燃油車,新能源汽車搭載了自動駕駛等新功能,將帶動更多相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,如鋰礦、動力電池、充電樁、IT等行業(yè)企業(yè)。更為重要的是,電動汽車在智能化、科技化等方面的先天優(yōu)勢將帶動互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)跨界到汽車行業(yè),尤其車樁網(wǎng)一體化建設將吸引更多的跨行業(yè)資本合作。而且,運營車輛的重資產(chǎn)與管理平臺的輕資產(chǎn)的有效結(jié)合,將實現(xiàn)優(yōu)勢互補,共同打造新能源汽車龐大的產(chǎn)業(yè)鏈。
國際合作將有利于強化產(chǎn)業(yè)鏈銜接
新能源汽車是整車制造與核心零部件共舉的新型產(chǎn)業(yè),由上游材料端、中游核心裝置部件和下游整車構(gòu)成。
其中,上游關(guān)鍵原材料主要是鈷和鋰資源,目前由大型礦業(yè)公司占有,其擁有一定定價權(quán);在中游方面,新能源汽車零部件數(shù)量只有傳統(tǒng)汽車的20%,電池占新能源汽車成本的比重很大,是目前我國較領(lǐng)先的領(lǐng)域;在下游方面,充電設備是電動汽車最重要的配套設施,是一個快速發(fā)展的行業(yè)。
同時,專業(yè)后端服務市場將包括充電服務、衍生服務(出行服務、車聯(lián)網(wǎng)服務等)、二手車交易、電池回收等業(yè)務。
此外,還應加強能源國際合作,推進綠色“一帶一路”建設,這將有利于我國的能源資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢、經(jīng)驗優(yōu)勢,助力“一帶一路”沿線國家能源產(chǎn)業(yè)朝著一體化方向發(fā)展,強化新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游的銜接性,進一步帶動充換電等基礎(chǔ)設施建設與相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
(作者系國網(wǎng)四川綜合能源服務有限公司副總經(jīng)理)
快充是車樁網(wǎng)一體化發(fā)展方向
在車樁網(wǎng)一體化中,車主要指電動汽車,重點消納可再生能源;樁是專門服務于一體化項目的充電設備;網(wǎng)既指專屬的供電網(wǎng)絡,又指基于互聯(lián)網(wǎng)的管理平臺。車樁網(wǎng)一體化以“互聯(lián)網(wǎng)+”模式,統(tǒng)一規(guī)劃、同步建設、一次成型,將打通電動汽車充電產(chǎn)業(yè)發(fā)展“梗阻”,讓充電項目能在一個閉環(huán)平臺中集中管理、高效運營。車樁網(wǎng)一體化的服務對象是具有先進技術(shù)的純電動汽車,服務理念是以最好的充電體驗滿足客戶需求,因此,其設計和建設必須以快速、高效、便捷的充電服務能力為核心競爭力。
目前,充電設施尚處于發(fā)展初期,還難以滿足客戶對快速充電的極致追求,應以快慢充電設施相結(jié)合的配置方式作為過渡期方案??梢灶A見的是,隨著技術(shù)進步,充電速度體驗感終將超過加油,因此,應將快速充電作為奮斗目標,這也是車樁網(wǎng)一體化的發(fā)展方向。
需突破大容量電池、V2G等關(guān)鍵技術(shù)
需突破大容量電池和快速充換電技術(shù)。電動汽車主要有三大核心技術(shù)——電池、電機、電控,其中最難以突破的是電池的安全性、成本、續(xù)航里程問題。目前,大多數(shù)電動汽車續(xù)航里程未達到和汽油、柴油、CNG車相當?shù)牡夭?,是阻礙新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的核心問題。因此,大容量電池將解決續(xù)航里程低的痛點(換電站電池也需配置大容量電池);與大容量電池匹配的充電設施必須是大功率直流充電樁,效率將是客戶最直觀的充電體驗。
純電整車需和智能駕駛結(jié)合發(fā)展。2011-2015年,我國開始推廣新能源城市客車、混合動力轎車和小型電動車;2016-2020年,進一步普及新能源汽車、多能源混合動力車、插電式電動轎車、氫燃料電池轎車等;2021年以來,跨行業(yè)合作造車新勢力此起彼伏,純電整車逐漸成為主流。由于純電整車比傳統(tǒng)燃油車更易實現(xiàn)智能化,因此,未來新能源汽車產(chǎn)業(yè)必定是走純電整車和智能駕駛技術(shù)相結(jié)合的發(fā)展路徑。當前,隨著越來越多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)加入電動汽車關(guān)鍵技術(shù)研究,智能駕駛技術(shù)正快速發(fā)展。
堅強電網(wǎng)要和電動汽車實現(xiàn)互動。在能源轉(zhuǎn)型和科技進步的推動下,高比例可再生能源和高比例電力電子裝備正成為電力系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢和關(guān)鍵特征,即“雙高”電力系統(tǒng)。以風光發(fā)電為主的可再生能源具有波動性和間歇性,同時,需求側(cè)電動汽車負荷具有隨機性,這意味著能源電力系統(tǒng)將由傳統(tǒng)的需求側(cè)單側(cè)隨機系統(tǒng)向雙側(cè)隨機系統(tǒng)演進。隨著電動汽車續(xù)航里程不斷提升,采用快速充電技術(shù)后,電網(wǎng)勢必受到更強、更隨機的負荷沖擊。“雙高”與“雙隨機”疊加,若沒有堅強電網(wǎng)支撐,將無法實現(xiàn)車樁網(wǎng)一體化發(fā)展。因此,堅強電網(wǎng)是“雙碳”目標下車樁網(wǎng)一體化發(fā)展的根本保障。
其中,V2G(車輛到電網(wǎng))技術(shù)創(chuàng)新應用集中體現(xiàn)了電網(wǎng)和電動汽車之間的互動,是指電動汽車給電網(wǎng)反向送電,其核心是利用大量電動汽車的閑置儲能作為電網(wǎng)補充和可再生能源緩沖。V2G的主動性和互動性正受到社會的廣泛關(guān)注,不僅可以使充電對電網(wǎng)的沖擊得以緩解,還能使可再生能源波動的影響得到平抑,并為電動汽車客戶創(chuàng)造經(jīng)濟效益。
車、樁、網(wǎng)先行要因地制宜
車樁網(wǎng)一體化有三種典型發(fā)展模式:一是車先行,如城市公交、出租車、網(wǎng)約車等公共交通領(lǐng)域交通工具率先實現(xiàn)電動化,在這種固定的A到B的場景和具有穩(wěn)定客流量的場景,如有相當規(guī)模的電動汽車在初期投入,項目將較易實現(xiàn)盈利,建議由政府主導的項目采用該模式;二是樁先行或換電模式,如礦山、工廠、園區(qū)等,由于內(nèi)部環(huán)境可以控制,短途運輸?shù)膱龅貎?nèi)管理相對簡單,易實現(xiàn)充電設備和電動汽車最佳匹配,而且,易響應運力的隨時增加而快速補充、擴充相應的充電設備容量,建議客戶私有場景以此模式發(fā)展;三是網(wǎng)先行,如建設包括水、電、氣、油等在內(nèi)的綜合能源站,由于綜合性的其他收益可以降低充電業(yè)務初期的成本壓力,將有利于車樁網(wǎng)一體化項目快速擴張,建設專屬的充電網(wǎng)絡,并能多點同步發(fā)展迅速形成網(wǎng)絡,引領(lǐng)充電汽車流量快速達到經(jīng)濟規(guī)模,該模式適合依托電網(wǎng)背景進行整體布局。
無論哪種模式,均需資源優(yōu)先、因地制宜。要根據(jù)地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展情況,分析資源稟賦特點,再決定車樁網(wǎng)一體化發(fā)展模式。尤其在城市發(fā)展電動汽車前,要統(tǒng)一規(guī)劃,并根據(jù)不用的客戶需求,分析不同的應用場景。
如四川省某市水力資源豐富,裝機量超千萬千瓦,有充足、低價的水電,政府可大力規(guī)劃公交車和出租車電動化,其低谷充電的特性契合了最便宜的電力;如果該地區(qū)以山地為主,蘊藏豐富的礦產(chǎn)資源,存在眾多需要發(fā)展新能源汽車的礦場主;電網(wǎng)在不同區(qū)域有復合型綜合能源項目規(guī)劃。在這種情況下,該地區(qū)可以三種模式同時開展,最終通過整合實現(xiàn)整個地區(qū)車樁網(wǎng)一體化超常規(guī)發(fā)展。
此外,跨行業(yè)資本合作不可或缺。相對于傳統(tǒng)的燃油車,新能源汽車搭載了自動駕駛等新功能,將帶動更多相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,如鋰礦、動力電池、充電樁、IT等行業(yè)企業(yè)。更為重要的是,電動汽車在智能化、科技化等方面的先天優(yōu)勢將帶動互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)跨界到汽車行業(yè),尤其車樁網(wǎng)一體化建設將吸引更多的跨行業(yè)資本合作。而且,運營車輛的重資產(chǎn)與管理平臺的輕資產(chǎn)的有效結(jié)合,將實現(xiàn)優(yōu)勢互補,共同打造新能源汽車龐大的產(chǎn)業(yè)鏈。
國際合作將有利于強化產(chǎn)業(yè)鏈銜接
新能源汽車是整車制造與核心零部件共舉的新型產(chǎn)業(yè),由上游材料端、中游核心裝置部件和下游整車構(gòu)成。
其中,上游關(guān)鍵原材料主要是鈷和鋰資源,目前由大型礦業(yè)公司占有,其擁有一定定價權(quán);在中游方面,新能源汽車零部件數(shù)量只有傳統(tǒng)汽車的20%,電池占新能源汽車成本的比重很大,是目前我國較領(lǐng)先的領(lǐng)域;在下游方面,充電設備是電動汽車最重要的配套設施,是一個快速發(fā)展的行業(yè)。
同時,專業(yè)后端服務市場將包括充電服務、衍生服務(出行服務、車聯(lián)網(wǎng)服務等)、二手車交易、電池回收等業(yè)務。
此外,還應加強能源國際合作,推進綠色“一帶一路”建設,這將有利于我國的能源資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢、經(jīng)驗優(yōu)勢,助力“一帶一路”沿線國家能源產(chǎn)業(yè)朝著一體化方向發(fā)展,強化新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游的銜接性,進一步帶動充換電等基礎(chǔ)設施建設與相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
(作者系國網(wǎng)四川綜合能源服務有限公司副總經(jīng)理)